- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій
- •В.О. КРасінько біоенергетика та охорона довкілля конспект лекцій
- •Київ нухт 2013
- •1. Альтернативність біоенерготехнології
- •1.1. Джерела енергії. Розвиток нетрадиційних і відновних джерел енергії
- •1.2. Основні теорії і концепції в галузі технологічної біоенергетики
- •Глобальне споживання енергії
- •1.3. Характеристика паливно-енергетичного комплексу України
- •1.3.1. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії (нвде) у структурі пек України.
- •1.4. Проблеми вітчизняної та світової енергетики
- •1.5. Енергоощадні технології
- •Запитаня для самоперевірки
- •2. Біоенергетика і біоконверсія енергії
- •2.1. Напрями технологічної біоенергетики
- •Біоконверсія сонячної енергії
- •Сировинна база для біоенергетики
- •2.4. Біоконверсія продуктів фотосинтезу
- •Сумарний річний потенціал тваринницької сільськогосподарської біомаси в Україні
- •2.5. Вирішення питань охорони довкілля шляхом зниження парникового ефекту за використання біомаси як джерела енергії
- •2.6. Обмеження у використанні біомаси
- •Запитаня для самоперевірки
- •3. Альтернативність біопалива
- •Згідно статті 3 Закону України «Про альтернативні види палива» паливо визначається альтернативним, якщо воно:
- •Згідно статті 4 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів рідкого палива належать:
- •Згідно статті 5 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів газового палива належать:
- •3.1. Види біопалива
- •Перелік нормативно-правових документів, прийнятих в Україні, які регулюють відносини у сфері використання біопалива:
- •3.2. Тверде біопаливо
- •3.3. Одержання енергії з твердої біомаси
- •3.4 Рідке біопаливо
- •3.5. Характеристики моторних видів палива
- •3.6. Біоетанол
- •Запитаня для самоперевірки
- •4. Технологічні особливості одержання біоетанолу
- •4.1. Етапи виробництва біоетанолу на крохмалевмісній сировині
- •4.2. Виробництва біоетанолу на мелясі
- •4.3. Алкогольна ферментація гідролізатів деревини
- •4.4. Перспективи одержання біоетанолу в Україні
- •4.6. Продуценти біоетанолу
- •4.6.1. Метаболічна інженерія дріжджів Saccharomyces cerevisiae
- •4.7. Екологічні аспекти одержання біоетанолу
- •Характеристика продуктів переробки зернової барди 7
- •Запитаня для самоперевірки
- •5. Технологічні ососбливості одержання біодизелю
- •5.1. Сировинна база для одержання біодизелю
- •5.2. Технологічні особливості виробництва біодизелю
- •5.2.1. Виробництво чистого та модифікованого біодизелю з ріпаку
- •5.2.2.Технологія ріпаково-метильованого ефіру (рме)
- •5.3. Потенціал України у виробництві біодизелю
- •5.4. Переваги та недоліки біодизелю як пального
- •5.5. Питання охорони довкілля за виробництва біодизелю
- •Запитаня для самоперевірки
- •6. Метаногенез як біоенергетичний процес
- •6.1. Характеристика асоціації мікроорганізмів – продуцентів біогазу
- •6.2. Сировина для виробництва біогазу
- •6.3. Технологічні особливості виробництва біогазу
- •6.4. Промислові апарати для одержання біогазу
- •6.5. Переваги біогазових технологій
- •6.6. Недоліки біогазових технологій
- •Запитаня для самоперевірки
- •7. Біосинтез і фотосинтез енергетично багатих речовин
- •7.1. Біосистеми та процеси фотосинтезу і біосинтезу
- •7.2 Біопальне з біомаси водоростей
- •7.2.1. Можливості застосування та переваги використання мікроводоростей для виробництва біодизелю.
- •Запитаня для самоперевірки
- •8. Біоводень як перспективний вид біопалива
- •8.1. Біотехнологічні способи одержання водню
- •8.2. Фотобіоніка – створення штучних систем біоводню
- •8.3. Продуценти водню
- •8.4. Компоненти біосистем водню
- •8.5. Питання охорони довкілля за виробництва біоводню
- •Запитаня для самоперевірки
- •9. Технологічні основи одержання біопрепаратів на основі мікроорганізмів для інтенсифікації біоенергетичних процесів.
- •9.1. Використання біокаталітичних процесів у біоенерготехнологіях
- •9.2. Особливості одержання та застосування ферментів целюлолітичного комплексу у біоконверсії целюлозовмісної сировини в енергоносії
- •Очистка і характеристика ендоглюканаз із мікробних джерел 11
- •Очистка і характеристика целобіаз із мікробних джерел 11
- •Запитаня для самоперевірки
- •10. Проблеми безпеки біоенерготехнологій
- •10.1. Створення безвідходних або маловідходних біоенерготехнологій
- •10.2. Проблеми безпеки біопалива
- •10.3. Пошук нових технологічних рішень та біологічних агентів для подолання проблем біоенергетики
- •Проблеми виробництва рідкого біопалива
- •Запитаня для самоперевірки
- •Список рекомендованої літератури
2.5. Вирішення питань охорони довкілля шляхом зниження парникового ефекту за використання біомаси як джерела енергії
Використання біомаси як палива – одна з небагатьох реальних альтернатив зниження парникового ефекту, оскільки рослинні відходи є нейтральними відносно балансу вуглекислого газу (СО2) в атмосфері. Тобто при їх спалюванні виділяється така сама його кількість, яку було поглинуто в процесі росту рослин. Використання ж нафти, вугілля і газу для отримання енергії призводить до збільшення концентрації СО2 в атмосфері, оскільки при цьому спалюється вуглець, який збирається в цих енергоносіях протягом мільйонів років.
Згідно з "Протоколом про спільні зусилля із зниження випромінювання парникових газів в атмосферу", підписаним у 1997 році в Кіото, промислово розвинені країни повинні до 2010 року понизити порівняно з 1990 роком викиди в середньому на 5,2 %. В Європі таке зниження повинне становити 8 %, у США – 7 %, у Японії -6%. Водночас у Франції є найпотужніша атомна енергетика, частка якої в енергобалансі країни перевищує 60 %.
Отже, екологічні аргументи:
у традиційній енергетиці очистка викидів, що утворюються у процесі спалювання, від шкідливих елементів коштує досить дорого;
у порівнянні з викопними видами палива при спалюванні біомаси значно зменшується емісія SО2 та СО2, крім того залишок золи після спалювання також значно менший.
Значна різноманітність видів і способів отримання біомаси дозволяє задовольнити енергетичні потреби в так званій «чистій енергії» на місцевому рівні. Крім екологічних переваг використання біомаси як носія енергії, слід враховувати й економічні та суспільні аспекти розвитку місцевих громад.
2.6. Обмеження у використанні біомаси
в макро- і мікромасштабах застосовуються різні підходи та технології;
невпевненість у забезпеченні достатньою кількістю біомаси, транспортування її на великі відстані;
невідповідність якісних параметрів біомаси;
спалювання біомаси в пристроях, конструктивно непідготовлених до цього;
високі кошти отримання і переробки біомаси;
обмеження в наданні преференцій за зменшення емісії CO2: для малих установок, ігнорування в розрахунках виплат за зниження забруднення повітря завдяки застосуванню біомаси.
Запитаня для самоперевірки
1. Зазначте напрями розвитку технологічної біоенергетики.
2. Охарактеризуйте напрямки трансформування сонячної енергії біологічними системами.
3. Що включає в себе сировинна база для біоенергетики?
4. Дайте визначення поняття «біомаса». Які форми біомаси придатні для використання її як енергоносія?
5. Як вирішуються питання охорони довкілля за використання біомаси як джерела енергії?
6. Які існують обмеження у використанні біомаси як джерела енергії?
3. Альтернативність біопалива
Згідно Закону України «Про альтернативні види палива» від 21.05.2009р. № 1391-VI) альтернативним видам палива дано такі визначення.
Альтернативні види палива – тверде, рідке та газове паливо, яке є альтернативою відповідним традиційним видам палива і яке виробляється (видобувається) з нетрадиційних джерел та видів енергетичної сировини.